EP0641572A1 - Protection circuit for implantable electronic device - Google Patents

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EP0641572A1
EP0641572A1 EP94401759A EP94401759A EP0641572A1 EP 0641572 A1 EP0641572 A1 EP 0641572A1 EP 94401759 A EP94401759 A EP 94401759A EP 94401759 A EP94401759 A EP 94401759A EP 0641572 A1 EP0641572 A1 EP 0641572A1
Authority
EP
European Patent Office
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voltage
shock
current
condition
circuit
Prior art date
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EP94401759A
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German (de)
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EP0641572B1 (en
Inventor
Peter Jacobson
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Sorin CRM SAS
Original Assignee
Ela Medical SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Ela Medical SAS filed Critical Ela Medical SAS
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Publication of EP0641572A1 publication Critical patent/EP0641572A1/en
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/362—Heart stimulators
    • A61N1/37—Monitoring; Protecting
    • A61N1/3702—Physiological parameters
    • A61N1/3704—Circuits specially adapted therefor, e.g. for sensitivity control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S128/00—Surgery
    • Y10S128/908—Patient protection from electric shock

Definitions

  • the invention relates to the protection of implantable electronic devices comprising electrodes used for detection or stimulation at low energy, vis-à-vis high energy pulses. It includes implantable pacemakers and implantable defibrillators / pacemakers.
  • defibrillator is used to designate any device for eliminating a tachyarrhythmia by electrical energy substantially exceeding the energy supplied by implantable pacemakers.
  • the invention relates to the protection of the circuits connected to the low energy electrodes, and the protection of the patient's tissues on the site of the low energy electrodes, against the own high energy pulses of the device itself, and high energy pulses from other medical electronic devices such as external defibrillators.
  • the invention also applies to electronic devices in need of protection against high energy pulses.
  • Implantable pacemakers generally provide protection from high energy external pulses by limiting the voltage between any pair of electrodes.
  • an external device applies a high energy pulse to this pair of electrodes through a low impedance, high currents flow through the electrodes and the limiter device. These high intensity currents may have an adverse effect on the patient's tissue in the region of the electrodes.
  • US Patent No. 4,320,763 in the name of Money describes a current limiting device placed in series circuit between a pacemaker and the proximal end of an electrode, to avoid damage to the tissues adjacent to the distal end of the electrode. It describes two circuits, one with field effect transistors (FET) and the other with a bipolar transistor which limits and then maintains the current at a fixed value of approximately 20 mA.
  • FET field effect transistors
  • US Patent No. 4,440,172 in the name of Langer describes a circuit intended to protect an amplifier for collecting the electrocardiogram or ECG from defibrillation pulses, consisting of a high value resistance in series with the input of the amplifier, and in limiting diodes applied to this input, on the proximal side of the resistor.
  • a protected stimulation circuit applies high frequency energy, through an isolation transformer, to a demodulator, which in turn applies the demodulated pulse to the stimulation electrodes.
  • a reverse bias diode protects this circuit during defibrillation.
  • US Patent No. 4,595,009 to Leinders discloses a defibrillator / pacemaker which links the stimulation and sensing electrodes together when it provides a defibrillation pulse.
  • US Patent No. 4,745,923 to Winstrom describes a protection circuit for an implantable device, connected in series to a pacemaker probe to protect it from high voltages and high currents from defibrillators and other sources.
  • the circuit described limits the current flowing in both directions in a single probe (the patent shows the circuit in the stimulation return, or positive) probe.
  • This circuit uses fallback current limitation, also frequently used in commercial electronic power supplies (Section 6.05, Horowitz and Hill, The Art of Electronics , Cambridge University Press, 1989).
  • a fallback current limiter the impedance remains low until the current reaches a first preset limit. When the current exceeds this first limit, the impedance remains high until the current falls below a second predetermined limit which is less than the first.
  • the Winstrom limiter has a low impedance path between its terminals consisting of a field effect transistor (FET) in series with a low value resistance.
  • FET field effect transistor
  • a bipolar transistor opens the FET when the voltage applied to the low-value resistance exceeds the base-emitter threshold of the bipolar transistor (the first preset limit in the current limiter by fallback).
  • British Patent 2,234,908 in the name of Bocchi shows a defibrillator / pacemaker comprising a protective switch in series with the stimulation electrode, with a control signal to open it during defibrillation and close it during stimulation.
  • U.S. Patent No. 5,111,816 to Pless shows a defibrillator / pacemaker with a single N-channel metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET) switch in series with each stimulation and detection probe. The device opens these switches when it sends a shock. When open, these switches do not allow current to flow through the probes from sources of positive voltage relative to the stimulation mass.
  • MOSFET metal-oxide-semiconductor field effect transistor
  • This patent also shows a shock generator whose negative terminal of its power supply is connected to the stimulation mass so that it produces only positive voltages with respect to the stimulation mass, and therefore in the operating range. of the protection circuit.
  • the invention provides an automatic unidirectional current limiter by fallback in each stimulation and detection probe, which limits the currents entering the probes. In the presence of a high energy external pulse, only a limited current can enter each stimulation and detection probe, and thus only a limited current can pass through any of the stimulation and detection electrodes.
  • Each automatic fallback current limiter quickly limits the current to a first value by means of a single transistor switch, and a little later fully opens this first switch with a second switch until the current drops below a second lower value.
  • the shock generator circuit when applied to a defibrillator / pacemaker, provides positive pulses compared to a negative low voltage supply.
  • the diodes in series with the shock generator switches prevent the current from pass through the shock generator circuit while high energy external pulses are applied to the shock electrodes.
  • the internal pulses of high energy which the shock generator makes positive compared to the negative supply at low voltage, can pass through the stimulation probes only in the form of a limited current as soon as their voltage exceeds the supply in low tension.
  • the high energy external pulses cannot pass the current through the shock electrodes or into the power supply, they can therefore cause the current to pass only through the stimulation and detection electrodes, which the limiting invention as explained above.
  • the subject of the invention is a device for protecting the control circuit and the tissue adjacent to the electrodes, in a medical device implanted for low energy stimulation and detection of tissue, having electrodes in contact with the tissue, a circuit for control to control low energy stimulation and detection, and probes connecting the electrodes to the control circuit, the protection device being characterized in that it comprises: an automatic, unidirectional, current limiting circuit, in series with each low energy probe, the limiting circuit having an unprotected inlet on the side of the tissue and a protected outlet on the side of the control circuit.
  • Figure 1 is an overview of the invention applied to a defibrillator / pacemaker.
  • Figure 2 is a schematic diagram of the shock generator.
  • Figure 3 is a schematic diagram of a unidirectional fallback current limiter.
  • the low voltage circuits 8 provide stimulation, detection and control. They operate between mass 2 and the negative polarization 7. As the value of the stimulation voltage at 6 is between these two supply voltages, these low-voltage circuits can then generate and measure the stimulation and detection signals directly without level shift. When the low voltage circuits detect atrial and / or ventricular signals which require a shock, they signal it to the shock generator 9 by the shock control bus 10.
  • the shock generator 9 sends high voltage shocks between the shock probes 11 and 12, when the low voltage circuits trigger it via the shock control bus 10.
  • the shock energy comes from high voltage 4 with reference to negative polarization 7.
  • the limiters 13 to 16 protect the low voltage circuits 8, and the tissue adjacent to the stimulation and detection electrodes connected to the probes 17 to 20, against the shocks applied by the shock generator 9 or by an external defibrillator.
  • the shock generator represented in FIG. 1 at 9 operates with four switches 21 to 24 configured in the form of an "H-bridge" usually used to send an alternating current through a load, from a DC power supply.
  • the switches 21 to 24 are preferably bipolar isolated gate transistors (IGBT).
  • the isolators 25 and 26 close the upper side switches 21 and 22 respectively in response to the HF control signals at 27 and HS at 28, respectively.
  • the control signals LS at 29 and LF at 30 close switches 23 and 24 on the lower side, respectively.
  • the control signals LF and LS operate between negative bias and ground, without a voltage converter.
  • the circuit needs insulators only for switches 21, 22 on the upper side, because the sources of switches 21 and 22 reach a high voltage during an impact.
  • the circuit of Figure 2 then generates a single-phase or multi-phase shock.
  • the low voltage circuits 8 send HF control signals at 27 and LF at 30, this causes the switches 21 and 24 to close and the current flows from the high voltage supply 4, through the switch 21, the shock probe. 1 in 11, the shock probe 2 in 12, and then by the switch 24 to the negative bias supply 7.
  • the power supply 3 supplies the high voltage 4 with reference to the negative polarization 7.
  • the low voltage circuits detect HS at 28 and LS at 29, the circuit sends current in the opposite direction between the shock probes.
  • the diodes 31 to 34 prevent the reverse current from passing through the switches 21 to 24 during the application of a voltage pulse, coming from an external source, to the shock electrodes 11 and 12.
  • the external pulse voltage must exceed the sum of the breaking voltages of the diodes and the transistors so that the current passes between the shock electrodes, and it must exceed either the breaking voltage of the diode or that of the transistor so that the current passes elsewhere (either towards the negative bias, either towards ground).
  • the voltage at either of the shock electrodes 11 or 12, during a shock generated by the device must fall in the range between negative bias voltage and high voltage.
  • any external shock that does not exceed not the breaking voltage of the diode or of the transistor in the circuit does not bring the current to pass by one or the other electrode of shock, and therefore does not bring the current to pass in one or the other power supplies: ground, negative bias or high voltage.
  • the limiting circuits represented in FIG. 1 at 13 to 16, each comprise a high voltage transistor switch 35, preferably an N-channel MOSFET.
  • These transistors exist commercially with a small area silicon, with thresholds of approximately 5 Volts and conduction resistances which are typically less than 10 Ohms for a voltage between trigger and source of 9 Volts; for example, the industrial types IRFBG20 or BUK456 / 1000B.
  • the voltages at terminal 36 of the probe and at terminal 37 of the limiter protection are between that of the negative bias power and a few hundred millivolts above ground.
  • the positive bias voltage maintains the transistor 35 in the on state, via the resistor 38. Since the transistor 35 does not draw current from with the exception of the leakage current, the positive bias supply requires only a small current. As the power supply must generate the positive bias power by reversing the battery voltage, this low current demand allows the use of a small capacitive inverter with few components, and possibly integrated. If, on the other hand, the architecture of the invention placed the battery above ground and reversed the voltage of the battery to obtain stimulation, this would require a much higher current capacity in the inverter (especially for rapid stimulation for reversion of arrhythmia), eliminating the possibility of integration.
  • the circuit of FIG. 3 comprises a low value resistance 39 in series with the source of the transistor 35.
  • the resistance constitutes with the transistor 35 a low impedance path between the probe 36 and the protected connection 37 when the transistor 35 is on. the normal state in a first closed circuit condition which does not limit the current between input 36 and output 37. If the current through resistor 39 increases so that the voltage across this resistor exceeds the threshold of the transistor 35, this limits the current in the transistor 35 to its threshold voltage divided by the value of the resistance 39, typically 0.15 A. The transistor 35 is then in a second condition for limiting the current.
  • the voltage at the terminal 36 of the probe rises until the base-emitter voltage of the transistor 41, fixed by a voltage divider consisting of resistors 44 and 40, exceeds the threshold of this transistor 41.
  • This turns transistor 41 on, limiting the gate-source voltage of transistor 35 to zero. This blocks transistor 35 and it no longer dissipates power. It is then in a third open circuit contition, and between input 36 and output 37, is the high and fixed resistance 44-40.
  • the circuit remains in this high impedance state until the voltage across its terminals drops to a point where transistor 41 is off, allowing resistor 38 to turn transistor 35 on again, restoring the path to low impedance.
  • Zener diodes 42 and 43 in Figure 3 protect the gate-source junction of transistor 35, and the low-voltage circuit 8 in Figure 1, respectively.

Abstract

The invention protects circuits connected to low-power stimulation or detection electrodes of an implantable medical device against high-power pulses generated by the device itself and by external devices such as external defibrillators. It also protects the cardiac tissue close to the low-power electrodes. The invention provides a one-way current limiter (13-16) of the automatic type and/or the type using foldback, in each low-power conductor. The invention, when it is applied to an implantable cardiac defibrillator/stimulator (pacemaker) also provides a shock generator (9) applying pulses to the stimulation electrodes (11, 12) only in the direction which is blocked by the current limiter. <IMAGE>

Description

L'invention concerne la protection des dispositifs électroniques implantables comprenant des électrodes utilisées pour détection ou stimulation à faible énergie, vis-à-vis d'impulsions de forte énergie. Elle comprend les stimulateurs cardiaques implantables et les défibrillateurs/stimulateurs cardiaques implantables.The invention relates to the protection of implantable electronic devices comprising electrodes used for detection or stimulation at low energy, vis-à-vis high energy pulses. It includes implantable pacemakers and implantable defibrillators / pacemakers.

Dans le cas présent, le terme défibrillateur est utilisé pour désigner tout dispositif pour éliminer une tachyarythmie par une énergie électrique dépassant sensiblement l'énergie fournie par les stimulateurs cardiaques implantables.In the present case, the term defibrillator is used to designate any device for eliminating a tachyarrhythmia by electrical energy substantially exceeding the energy supplied by implantable pacemakers.

L'invention concerne la protection des circuits reliés aux électrodes à faible énergie, et la protection des tissus du patient sur le site des électrodes à faible énergie, vis-à-vis des propres impulsions de forte énergie du dispositif lui-même, et des impulsions de forte énergie provenant d'autres dispositifs électroniques médicaux tels que des défibrillateurs externes.The invention relates to the protection of the circuits connected to the low energy electrodes, and the protection of the patient's tissues on the site of the low energy electrodes, against the own high energy pulses of the device itself, and high energy pulses from other medical electronic devices such as external defibrillators.

L'invention s'applique également à des dispositifs électroniques ayant besoin d'une protection contre des impulsions de forte énergie.The invention also applies to electronic devices in need of protection against high energy pulses.

Les stimulateurs cardiaques implantables assurent généralement une protection vis-à-vis d'impulsions externes de forte énergie par une limitation de la tension entre une paire quelconque d'électrodes. Quand un dispositif externe applique une impulsion de forte énergie à cette paire d'électrodes à travers une faible impédance, des courants de forte intensité passent dans les électrodes et le dispositif limiteur. Ces courants de forte intensité peuvent avoir un effet nuisible sur les tissus du patient dans la région des électrodes.Implantable pacemakers generally provide protection from high energy external pulses by limiting the voltage between any pair of electrodes. When an external device applies a high energy pulse to this pair of electrodes through a low impedance, high currents flow through the electrodes and the limiter device. These high intensity currents may have an adverse effect on the patient's tissue in the region of the electrodes.

Le brevet US No 4 320 763 au nom de Money décrit un dispositif limiteur de courant placé en circuit série entre un stimulateur cardiaque et l'extrémité proximale d'une électrode, pour éviter des dommages aux tissus adjacents à l'extrémité distale de l'électrode. Il décrit deux circuits, l'un avec des transistors à effet de champ (FET) et l'autre avec un transistor bipolaire qui limite et ensuite maintient le courant à une valeur fixe d'approximativement 20 mA.US Patent No. 4,320,763 in the name of Money describes a current limiting device placed in series circuit between a pacemaker and the proximal end of an electrode, to avoid damage to the tissues adjacent to the distal end of the electrode. It describes two circuits, one with field effect transistors (FET) and the other with a bipolar transistor which limits and then maintains the current at a fixed value of approximately 20 mA.

Le brevet US No 4 440 172 au nom de Langer décrit un circuit prévu pour protéger un amplificateur de recueil de l'électrocardiogramme ou ECG vis-à-vis d'impulsions de défibrillation, consistant en une résistance de valeur élevée en série avec l'entrée de l'amplificateur, et en des diodes de limitation appliquées à cette entrée, sur le côté proximal de la résistance. Un circuit de stimulation protégé applique de l'énergie à haute fréquence, par un transformateur d'isolement, à un démodulateur, qui applique de son côté l'impulsion démodulée aux électrodes de stimulation. Une diode à polarisation inverse protège ce circuit pendant la défibrillation.US Patent No. 4,440,172 in the name of Langer describes a circuit intended to protect an amplifier for collecting the electrocardiogram or ECG from defibrillation pulses, consisting of a high value resistance in series with the input of the amplifier, and in limiting diodes applied to this input, on the proximal side of the resistor. A protected stimulation circuit applies high frequency energy, through an isolation transformer, to a demodulator, which in turn applies the demodulated pulse to the stimulation electrodes. A reverse bias diode protects this circuit during defibrillation.

Le brevet US No 4 595 009 au nom de Leinders décrit un défibrillateur/stimulateur cardiaque qui relie ensemble les électrodes de stimulation et de détection au moment où il fournit une impulsion de défibrillation.US Patent No. 4,595,009 to Leinders discloses a defibrillator / pacemaker which links the stimulation and sensing electrodes together when it provides a defibrillation pulse.

Le brevet US No 4 745 923 au nom de Winstrom décrit un circuit de protection pour un dispositif implantable, relié en série à une sonde d'un stimulateur cardiaque pour le protéger vis-à-vis de fortes tensions et de courants élevés provenant de défibrillateurs et autres sources. Le circuit décrit limite le courant passant dans les deux directions dans une seule sonde (le brevet montre le circuit dans la sonde de retour de la stimulation , ou positive).US Patent No. 4,745,923 to Winstrom describes a protection circuit for an implantable device, connected in series to a pacemaker probe to protect it from high voltages and high currents from defibrillators and other sources. The circuit described limits the current flowing in both directions in a single probe (the patent shows the circuit in the stimulation return, or positive) probe.

Ce circuit utilise une limitation de courant par repli, également fréquemment utilisée dans les alimentations électroniques de puissance du commerce (Section 6,05, Horowitz et Hill, The Art of Electronics, Cambridge University Press, 1989). Dans un limiteur de courant par repli, l'impédance reste faible jusqu'à ce que le courant atteigne une première limite préétablie. Quand le courant dépasse cette première limite, l'impédance reste élevée jusqu'à ce que le courant tombe au-dessous d'une seconde limite prédéterminée qui est inférieure à la première.This circuit uses fallback current limitation, also frequently used in commercial electronic power supplies (Section 6.05, Horowitz and Hill, The Art of Electronics , Cambridge University Press, 1989). In a fallback current limiter, the impedance remains low until the current reaches a first preset limit. When the current exceeds this first limit, the impedance remains high until the current falls below a second predetermined limit which is less than the first.

Le limiteur de Winstrom comporte un parcours de faible impédance entre ses bornes consistant en un transistor à effet de champ (FET) en série avec une résistance de faible valeur. Un transistor bipolaire ouvre le FET quand la tension appliquée à la résistance de faible valeur dépasse le seuil base-émetteur du transistor bipolaire (la première limite préétablie dans le limiteur de courant par repli).The Winstrom limiter has a low impedance path between its terminals consisting of a field effect transistor (FET) in series with a low value resistance. A bipolar transistor opens the FET when the voltage applied to the low-value resistance exceeds the base-emitter threshold of the bipolar transistor (the first preset limit in the current limiter by fallback).

Le brevet US No 4 787 389 au nom de Tarjan décrit un système défibrillateur/stimulateur cardiaque qui ouvre des commutateurs entre le stimulateur cardiaque et ses sondes pendant le temps où il active son défibrillateur.US Patent No. 4,787,389 to Tarjan describes a defibrillator / pacemaker system which opens switches between the pacemaker and its probes during the time it activates its defibrillator.

Le brevet britannique 2 234 908 au nom de Bocchi montre un défibrillateur/stimulateur cardiaque comprenant un commutateur de protection en série avec l'électrode de stimulation, avec un signal de commande pour l'ouvrir pendant la défibrillation et le fermer pendant la stimulation.British Patent 2,234,908 in the name of Bocchi shows a defibrillator / pacemaker comprising a protective switch in series with the stimulation electrode, with a control signal to open it during defibrillation and close it during stimulation.

Le brevet US No 5 111 816 au nom de Pless montre un défibrillateur/stimulateur cardiaque avec un seul commutateur à transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET) à canal N en série avec chaque sonde de stimulation et de détection. Le dispositif ouvre ces commutateurs quand il envoie un choc. Quand ils sont ouverts, ces commutateurs ne permettent pas au courant de passer par les sondes à partir des sources de tension positive par rapport à la masse de stimulation.U.S. Patent No. 5,111,816 to Pless shows a defibrillator / pacemaker with a single N-channel metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET) switch in series with each stimulation and detection probe. The device opens these switches when it sends a shock. When open, these switches do not allow current to flow through the probes from sources of positive voltage relative to the stimulation mass.

Ce brevet montre également un générateur de chocs dont la borne négative de son alimentation de puissance est raccordée à la masse de stimulation de manière qu'il ne produise que des tensions positives par rapport à la masse de stimulation, et donc dans la plage de fonctionnement du circuit de protection.This patent also shows a shock generator whose negative terminal of its power supply is connected to the stimulation mass so that it produces only positive voltages with respect to the stimulation mass, and therefore in the operating range. of the protection circuit.

Il montre en outre, dans le circuit d'application de chocs, une diode en série avec chaque commutateur d'envoi de choc, pour éviter qu'un courant inverse ne passe par les commutateurs du circuit de choc quand des impulsions externes à forte énergie arrivent aux électrodes de choc. Il ajoute des diodes car les commutateurs à semi-conducteur supportent une tension élevée appliquée avec une polarité donnée, mais seulement quelques volts appliqués avec la polarité opposée. Ceci est également valable pour les transistors MOSFET, les transistors bipolaires à jonction, et les transistors bipolaires à porte isolée (IGBT). En faisant en sorte que les commutateurs bloquent le courant dans les deux directions, on évite que le courant passe dans les connexions à l'alimentation de puissance du générateur de chocs pendant des impulsions externes de forte énergie.It also shows, in the shock application circuit, a diode in series with each shock send switch, to prevent reverse current from passing through the shock circuit switches when external high energy pulses arrive at the shock electrodes. It adds diodes because the semiconductor switches support a high voltage applied with a given polarity, but only a few volts applied with the opposite polarity. This also applies to MOSFET transistors, bipolar junction transistors, and bipolar insulated gate transistors (IGBT). By ensuring that the switches block current in both directions, it is avoided that current flows through the connections to the power supply of the shock generator during high energy external pulses.

Il est donc clair qu'un dispositif électronique implantable tel qu'un défibrillateur/stimulateur cardiaque doit protéger ses sondes de faible énergie, telles que les sondes de stimulation et de détection, vis-à-vis d'impulsions de défibrillation et autres impulsions de forte énergie. L'art antérieur poursuit cet objectif, mais avec des insuffisances:

  • 1. Le brevet Langer US 4.440.172 revendique la protection du circuit de stimulation avec une diode en série avec l'une des électrodes de stimulation. Il est évident que ceci apporte une protection vis-à-vis d'un défibrillateur externe seulement lorsque l'impulsion de sortie du défibrillateur parvient dans une direction préférée sur le circuit de Langer, c'est-à-dire la direction dans laquelle la diode n'est pas conductrice. Le circuit de Langer a également besoin d'un transformateur, qui est difficile à réaliser avec une technologie à circuits intégrés.
  • 2. Le brevet Leinders US 4.595.009 court-circuite les sondes de stimulation et de détection, permettant au courant de défibrillation de passer dans leurs électrodes, avec des effets éventuels sur les tissus du patient qui sont proches de ces électrodes.
  • 3. Les brevets Tarjan US 4.787.389, Bocchi GB 2.234.908 et Pless US 5.111.816 ouvrent les sondes de stimulation et de détection, mais seulement en réponse à un signal de commande provenant de l'implant quand il fournit sa propre impulsion à forte énergie. Ces brevets ne décrivent pas de moyens pour détecter des impulsions de forte énergie provenant de sources externes et pour activer automatiquement les circuits de protection.
  • 4. Le brevet Money US 4.320.763 limite le courant dans les sondes à une valeur fixe, automatiquement. Cependant, la limitation à une valeur fixe exige que le dispositif limiteur doive dissiper une puissance égale au produit de la valeur de la limitation du courant et de la tension appliquée. La puissance appliquée atteint au moins 1000 V à 20 mA, ou 20 W. Le courant dans de tels circuits tend également à osciller autour de la valeur limite, en raison de la forte puissance appliquée. Ces oscillations peuvent avoir un effet néfaste sur le fonctionnement des circuits voisins. En outre, la construction du circuit doit permettre la dissipation de cette puissance.
  • 5. Le brevet Winstrom US 4.745.923 fournit un limiteur de courant par repli automatique, pour surmonter les problèmes d'oscillation et de dissipation posés par une limitation à une valeur constante. Cependant, le circuit de Winstrom n'ouvre le commutateur MOSFET dans un parcours à faible impédance qu'après avoir d'abord commandé un second commutateur à transistor bipolaire, dont le retard peut se traduire par une forte pointe de courant dans le limiteur quand un défibrillateur applique une impulsion à front raide dans les sondes de stimulation et de détection. Le brevet US No 4 823 796 au nom de Benson décrit un défibrillateur externe que le circuit de Winstrom pourrait rencontrer. Benson produit une impulsion trapézoïdale par la décharge par transistor d'un condensateur sans inductance en série. Des mesures montrent que ces circuits peuvent produire des fronts de montée de milliers de volts par microseconde. Tout retard dans le circuit de protection se traduit par une pointe de courant qui peut se coupler à un circuit voisin et l'affecter.
  • 6. Le brevet Winstrom US 4.745.923 décrit seulement un limiteur bidirectionnel qui doit être utilisé dans une sonde unique. L'idée est de limiter le courant dans une sonde d'une paire de sondes quand un défibrillateur applique l'énergie selon l'une ou l'autre polarité. Dans des défibrillateurs/stimulateurs cardiaques à deux chambres, avec deux paires de sondes, le circuit de Winstrom aurait besoin d'être appliqué à trois des quatre conducteurs. Ceci se traduit par un nombre de composants plus élevé que dans le cas d'un limiteur unidirectionnel dans chaque sonde.
  • 7. Le brevet Pless US 5.111.816 décrit un limiteur de courant unidirectionnel en série avec chaque sonde de stimulation et de détection d'un défibrillateur/stimulateur cardiaque, et un circuit de choc qui bloque les impulsions externes de forte énergie. Pless raccorde un côté du générateur de chocs à la masse de la stimulation, de manière que toutes les impulsions de défibrillation que le défibrillateur/stimulateur cardiaque génère soient positives par rapport à la masse de la stimulation, et le limiteur de courant unidirectionnel les bloque dans les sondes de stimulation et de détection. Cependant, le fait de relier le générateur de chocs à la masse exige des tensions de commande positives pour le générateur de chocs, et des tensions de commande négatives pour la stimulation et la détection, ce qui augmente la complexité du circuit.
It is therefore clear that an implantable electronic device such as a defibrillator / pacemaker must protect its low energy probes, such as the stimulation and detection probes, against defibrillation pulses and other pulses of strong energy. The prior art pursues this objective, but with shortcomings:
  • 1. Langer patent US 4,440,172 claims protection of the stimulation circuit with a diode in series with one of the stimulation electrodes. It is obvious that this provides protection against an external defibrillator only when the output pulse of the defibrillator arrives in a preferred direction on the Langer circuit, that is to say the direction in which the diode is not conductive. The Langer circuit also needs a transformer, which is difficult to achieve with integrated circuit technology.
  • 2. Leinders US patent 4,595,009 bypasses the stimulation and detection probes, allowing the defibrillation current to pass through their electrodes, with possible effects on the patient's tissues which are close to these electrodes.
  • 3. The patents Tarjan US 4,787,389, Bocchi GB 2,234,908 and Pless US 5,111,816 open the stimulation and detection probes, but only in response to a command signal from the implant when it provides its own impulse. high energy. These patents do not describe means for detecting high energy pulses from external sources and for automatically activating protection circuits.
  • 4. Money US patent 4,320,763 limits the current in the probes to a fixed value, automatically. However, the limitation to a fixed value requires that the limiting device must dissipate a power equal to the product of the value of the limitation of the current and of the applied voltage. The applied power reaches at least 1000 V at 20 mA, or 20 W. The current in such circuits also tends to oscillate around the limit value, due to the high applied power. These oscillations can have a detrimental effect on the functioning of circuits neighbors. In addition, the construction of the circuit must allow the dissipation of this power.
  • 5. Patent Winstrom US 4,745,923 provides a current limiter by automatic fallback, to overcome the problems of oscillation and dissipation posed by a limitation to a constant value. However, the Winstrom circuit does not open the MOSFET switch in a low impedance path until after first ordering a second bipolar transistor switch, the delay of which can result in a strong current surge in the limiter when a defibrillator applies a stiff-edge pulse in the stimulation and detection probes. US Patent No. 4,823,796 to Benson describes an external defibrillator that the Winstrom circuit might encounter. Benson produces a trapezoidal pulse by the transistor discharge of a capacitor without inductance in series. Measurements show that these circuits can produce rising edges of thousands of volts per microsecond. Any delay in the protection circuit results in a current surge which can be coupled to a neighboring circuit and affect it.
  • 6. Winstrom US Pat. No. 4,745,923 only describes a bidirectional limiter which must be used in a single probe. The idea is to limit the current in a probe of a pair of probes when a defibrillator applies energy according to one or the other polarity. In two-chamber defibrillators / pacemakers, with two pairs of leads, the Winstrom circuit would need to be applied to three of the four leads. This results in a higher number of components than in the case of a one-way limiter in each probe.
  • 7. Pless US patent 5,111,816 describes a unidirectional current limiter in series with each probe. stimulation and detection of a defibrillator / pacemaker, and a shock circuit that blocks high energy external impulses. Pless connects one side of the shock generator to the stimulation mass, so that all of the defibrillation pulses that the defibrillator / pacemaker generates are positive relative to the stimulation mass, and the unidirectional current limiter blocks them in stimulation and detection probes. However, connecting the shock generator to ground requires positive control voltages for the shock generator, and negative control voltages for stimulation and detection, which increases the complexity of the circuit.

Le but de la présente invention est donc de fournir une protection améliorée pour les sondes de stimulation et de détection à faible énergie de dispositifs médicaux électroniques, l'amélioration consistant en:

  • 1. La protection vis-à-vis d'impulsions externes de forte énergie de l'une ou l'autre polarité.
  • 2. La limitation du courant passant par les sondes de stimulation et de détection au lieu de la limitation de la tension entre elles, pour protéger les tissus cardiaques dans la région des électrodes de stimulation et de détection.
  • 3. L'activation automatique du limiteur, pour fournir une protection vis-à-vis d'impulsions externes de forte énergie, de même que des impulsions de forte énergie fournies par le dispositif lui-même.
  • 4. Une limitation du courant par repli pour réduire la dissipation de puissance et éliminer les oscillations dans le limiteur.
  • 5. L'activation du limiteur de courant par repli par un unique commutateur à transistor pour fournir une réponse rapide à des impulsions de défibrillation externes à front raide.
  • 6. L'utilisation d'un unique limiteur de courant unidirectionnel dans chaque sonde de stimulation et de détection.
  • 7. Dans une application à un défibrillateur/stimulateur cardiaque implantable, le raccordement du générateur de chocs à une alimentation négative par rapport à la masse de la stimulation, permettant des tensions de commande négatives pour les chocs et la stimulation.
The aim of the present invention is therefore to provide improved protection for low energy stimulation and detection probes of electronic medical devices, the improvement consisting in:
  • 1. Protection against high energy external pulses of either polarity.
  • 2. Limiting the current passing through the stimulation and detection probes instead of limiting the voltage between them, to protect the heart tissue in the region of the stimulation and detection electrodes.
  • 3. Automatic activation of the limiter, to provide protection against high energy external pulses, as well as high energy pulses supplied by the device itself.
  • 4. Limitation of the current by fallback to reduce power dissipation and eliminate oscillations in the limiter.
  • 5. Activation of the current limiter by fallback by a single transistor switch to provide a rapid response to steep-edge external defibrillation pulses.
  • 6. The use of a single unidirectional current limiter in each stimulation and detection probe.
  • 7. In an application to an implantable defibrillator / pacemaker, the connection of the shock generator to a negative supply with respect to the mass of the stimulation, allowing negative control voltages for shock and stimulation.

Dans son mode de réalisation préféré, l'invention prévoit un limiteur automatique unidirectionnel de courant par repli dans chaque sonde de stimulation et de détection, qui limite les courants pénétrant dans les sondes. En présence d'une impulsion externe de forte énergie, seul un courant limité peut pénétrer dans chaque sonde de stimulation et de détection, et ainsi seul un courant limité peut passer dans l'une quelconque des électrodes de stimulation et de détection.In its preferred embodiment, the invention provides an automatic unidirectional current limiter by fallback in each stimulation and detection probe, which limits the currents entering the probes. In the presence of a high energy external pulse, only a limited current can enter each stimulation and detection probe, and thus only a limited current can pass through any of the stimulation and detection electrodes.

Chaque limiteur automatique de courant par repli limite rapidement le courant à une première valeur au moyen d'un unique commutateur à transistor, et un peu plus tard ouvre entièrement ce premier commutateur avec un second commutateur jusqu'à ce que le courant tombe au-dessous d'une seconde valeur plus basse.Each automatic fallback current limiter quickly limits the current to a first value by means of a single transistor switch, and a little later fully opens this first switch with a second switch until the current drops below a second lower value.

Selon un autre aspect de l'invention, quand elle est appliquée à un défibrillateur/stimulateur cardiaque, le circuit générateur de chocs fournit des impulsions positives par rapport à une alimentation négative en basse tension. En outre, les diodes en série avec les commutateurs du générateur de chocs empêchent le courant de passer dans le circuit du générateur de chocs pendant que des impulsions externes de forte énergie sont appliquées aux électrodes de choc.According to another aspect of the invention, when applied to a defibrillator / pacemaker, the shock generator circuit provides positive pulses compared to a negative low voltage supply. In addition, the diodes in series with the shock generator switches prevent the current from pass through the shock generator circuit while high energy external pulses are applied to the shock electrodes.

Les impulsions internes de forte énergie, que le générateur de chocs rend positives par rapport à l'alimentation négative en basse tension, ne peuvent passer par les sondes de stimulation que sous forme d'un courant limité dès que leur tension dépasse l'alimentation en basse tension. Comme les impulsions externes de forte énergie ne peuvent pas faire passer le courant dans les électrodes de choc ou dans l'alimentation de puissance, elles ne peuvent donc amener le courant à passer que dans les électrodes de stimulation et de détection, ce que l'invention limite comme expliqué ci-dessus.The internal pulses of high energy, which the shock generator makes positive compared to the negative supply at low voltage, can pass through the stimulation probes only in the form of a limited current as soon as their voltage exceeds the supply in low tension. As the high energy external pulses cannot pass the current through the shock electrodes or into the power supply, they can therefore cause the current to pass only through the stimulation and detection electrodes, which the limiting invention as explained above.

L'invention a pour objet un dispositif de protection du circuit de contrôle et du tissu adjacent aux électrodes, dans un appareil médical implanté pour stimulation à faible énergie et détection d'un tissu, ayant des électrodes en contact avec le tissu, un circuit de contrôle pour contrôler la stimulation à faible énergie et la détection, et des sondes reliant les électrodes au circuit de contrôle, le dispositif de protection étant caractérisé en ce qu'il comporte : un circuit automatique, unidirectionnel, de limitation du courant, en série avec chaque sonde à faible énergie, le circuit de limitation ayant une entrée non protégée du côté du tissu et une sortie protégée du côté du circuit de contrôle.The subject of the invention is a device for protecting the control circuit and the tissue adjacent to the electrodes, in a medical device implanted for low energy stimulation and detection of tissue, having electrodes in contact with the tissue, a circuit for control to control low energy stimulation and detection, and probes connecting the electrodes to the control circuit, the protection device being characterized in that it comprises: an automatic, unidirectional, current limiting circuit, in series with each low energy probe, the limiting circuit having an unprotected inlet on the side of the tissue and a protected outlet on the side of the control circuit.

Selon l'invention :

  • chaque circuit de limitation de courant est un limiteur de courant par repli.
  • chaque circuit de limitation de courant comporte:
    • . une source ayant une tension de polarisation,
    • . un dispositif de limitation ayant une chute de tension entre l'entrée et la sortie, présentant une première condition pour ne pas limiter le courant entre l'entrée et la sortie, une deuxième condition, pour limiter le courant entre l'entrée et la sortie à une première valeur prédéterminée, et une troisième condition pour présenter un circuit ouvert, le dispositif de limitation étant sensible à la tension de polarisation et passant automatiquement de la première condition à la deuxième condition ; et
    • . un moyen de commutation ayant un état inactif et un état actif, l'état actif maintenant le dispositif de limitation dans la troisième condition lorsque le dispositif de limitation est passé automatiquement de la première condition à la deuxième, et la chute de tension entre l'entrée et la sortie du dispositif de limitation dépasse une valeur prédéterminée.
  • le dispositif de limitation comprend:
    • . un transistor a effet de champ (FET) ayant une source, un drain et une gâchette, le drain étant relié à l'entrée non protégée, le circuit de passage du courant entre le drain et la source du FET étant fermé dans la première condition et ouvert dans la troisème condition ;
    • . un moyen de détection du courant reliant la source du FET à la sortie protégée ; et
    • . un moyen de polarisation pour relier la tension de polarisation à la gâchette du FET, de sorte que la tension entre gâchette et source du FET soit au-dessus de la tension de seuil du FET lorsque le FET est fermé.
  • le moyen de détection du courant est constitué par une résistance faible, de préférence de l'ordre de 39 ohms.
  • le moyen de commutation comporte en outre :
    • . un moyen de monitorage de la chute de tension entre l'entrée et la sortie du dispositif de limitation ;
    • . un moyen de changement pour faire passer le moyen de commutation de son état inactif à son état actif lorsque la chute de tension détectée excède une limite prédéterminée ; et
    • . un moyen pour mettre le dispositif de limitation dans la troisième condition lorsque le moyen de commutation est dans son état actif.
  • le moyen de monitorage est constitué par un diviseur résistif de tension dont le point milieu est relié au moyen de commutation.
  • le moyen de commutation et le moyen de changement sont constitués par un transistor bipolaire ayant une base, un émetteur et un collecteur, dans lequel la base du transistor est reliée au moyen de monitorage, le collecteur est relié à la tension de polarisation, et l'émetteur est relié à la sortie protégée.
  • le moyen de changement abaisse effectivement la tension de polarisation appliquée au dispositif de limitation.
  • l'appareil médical est un dispositif de contrôle cardiaque, de préférence un stimulateur cardiaque.
  • l'appareil médical comporte en outre, un moyen générateur de choc pour délivrer un courant de choc au tissu, dans lequel le courant de choc arrivant aux sondes à faible énergie est appliqué selon une polarité à laquelle réagissent lesdits circuits unidirectionnels de limitation de courant.
  • l'appareil médical a un potentiel de masse de stimulation et le moyen générateur de choc comporte une alimentation en puissance de choc ayant une tension d'alimentation reliée à une tension de référence qui est voisine dudit potentiel de masse de stimulation.
  • la tension de référence est négative et la tension d'alimentation en puissance de choc est positive par rapport à la tension de référence.
  • le moyen générateur de choc comporte une paire de sondes utilisables pour délivrer un courant de choc au tissu, une pluralité de commutateurs pour relier sélectivement la tension d'alimentation en puissance de choc à la tension de référence et un moyen de contrôle desdits commutateurs pour délivrer un courant de choc d'une sonde à l'autre avec une polarité choisie, et un moyen de diode en série avec chaque commutateur de choc pour rendre ledit commutateur de choc bidirectionnellement bloquant.
  • l'appareil médical est un dispositif de contrôle cardiaque, de préférence un défibrillateur/stimulateur de cardioversion.
  • les dispositifs de limitation de courant et le moyen générateur de choc sont construits sous forme d'un circuit intégré hybride.
According to the invention:
  • each current limitation circuit is a fallback current limiter.
  • each current limiting circuit includes:
    • . a source having a bias voltage,
    • . a limiting device having a voltage drop between the input and the output, having a first condition for not limiting the current between the input and the output, a second condition, for limiting the current between the input and the output at a first predetermined value, and a third condition for presenting an open circuit, the limiting device being sensitive to the bias voltage and automatically passing from the first condition to the second condition; and
    • . a switching means having an inactive state and an active state, the active state maintaining the limiting device in the third condition when the limiting device has automatically changed from the first condition to the second, and the voltage drop between the input and output of the limiting device exceeds a predetermined value.
  • the limitation device includes:
    • . a field effect transistor (FET) having a source, a drain and a trigger, the drain being connected to the unprotected input, the circuit for passing the current between the drain and the source of the FET being closed in the first condition and open in the third condition;
    • . a current detection means connecting the source of the FET to the protected output; and
    • . bias means for connecting the bias voltage to the gate of the FET, so that the voltage between gate and source of the FET is above the threshold voltage of the FET when the FET is closed.
  • the current detection means consists of a low resistance, preferably of the order of 39 ohms.
  • the switching means further comprises:
    • . means for monitoring the voltage drop between the input and the output of the limiting device;
    • . change means for changing the switching means from its inactive state to its active state when the detected voltage drop exceeds a predetermined limit; and
    • . means for bringing the limiting device into the third condition when the switching means is in its active state.
  • the monitoring means consists of a resistive voltage divider whose midpoint is connected to the switching means.
  • the switching means and the changing means are constituted by a bipolar transistor having a base, an emitter and a collector, in which the base of the transistor is connected to the monitoring means, the collector is connected to the bias voltage, and the the transmitter is connected to the protected output.
  • the change means effectively lowers the bias voltage applied to the limiting device.
  • the medical device is a heart control device, preferably a pacemaker.
  • the medical device further comprises a shock generating means for delivering a shock current to the tissue, in which the shock current arriving at the low energy probes is applied according to a polarity to which said unidirectional current limiting circuits react.
  • the medical device has a stimulation mass potential and the shock generating means comprises a shock power supply having a supply voltage connected to a reference voltage which is close to said stimulation mass potential.
  • the reference voltage is negative and the shock power supply voltage is positive with respect to the reference voltage.
  • the shock generating means comprises a pair of probes usable for delivering a shock current to the tissue, a plurality of switches for selectively connecting the shock power supply voltage to the reference voltage and means for controlling said switches for delivering a shock current from one probe to the other with a chosen polarity, and a diode means in series with each shock switch to make said shock switch bidirectionally blocking.
  • the medical device is a cardiac control device, preferably a defibrillator / pacemaker.
  • the current limiting devices and the shock generating means are constructed in the form of a hybrid integrated circuit.

L'invention a également pour objet un dispositif de limitation du courant circulant dans une direction, d'une entrée non protégée vers une sortie protégée, utilisable en série avec la sonde d'un appareil médical implanté ayant des électrodes de stimulation à faible énergie et de détection, caractérisé en ce qu'il comporte :

  • . une source ayant une tension de polarisation,
  • . un premier commutateur ayant une condition de circuit ouvert, une condition de limitation de courant, et une condition de circuit fermé, le premier commutateur ayant une entrée reliée à l'entrée non protégée et une sortie ;
  • . une résistance de faible valeur reliée à la sortie du premier commutateur, ayant une tension en réponse au passage du courant à travers le premier commutateur ;
  • . un deuxième commutateur ayant une condition de circuit ouvert et une condition de circuit fermé ; et
  • . un diviseur de tension relié à l'entrée non protégée et à la sortie protégée et fournissant une tension de contrôle correspondant à la tension entre l'entrée non protégée et la sortie protégée ; de sorte que le premier commutateur soit polarisé dans la condition de circuit fermé lorsque la tension de la résistance à faible valeur est inférieure d'une première quantité prédéterminée à la tension de polarisation , et passe automatiquement à la condition de limitation lorsque la tension de la résistance de faible valeur n'est pas inférieure de ladite première quantité prédéterminée à la tension de polarisation, et que le deuxième commutateur change automatiquement de condition entre la condition de circuit ouvert lorsque la tension de contrôle est inférieure à une deuxième quantité prédéterminée, et la condition de circuit fermé lorsque la tension de contrôle est supérieure à la deuxième quantité prédéterminée, la condition de circuit fermé abaissant effectivement la tension de polarisation pour maintenir le premier commutateur dans la condition de circuit ouvert.
The invention also relates to a device for limiting the current flowing in one direction, from an unprotected input to a protected output, usable in series with the probe of an implanted medical device having low energy stimulation electrodes and detection, characterized in that it comprises:
  • . a source having a bias voltage,
  • . a first switch having an open circuit condition, a current limiting condition, and a closed circuit condition, the first switch having an input connected to the unprotected input and an output;
  • . a low value resistor connected to the output of the first switch, having a voltage in response to the flow of current through the first switch;
  • . a second switch having an open circuit condition and a closed circuit condition; and
  • . a voltage divider connected to the unprotected input and the protected output and providing a control voltage corresponding to the voltage between the unprotected input and the protected output; so that the first switch is biased in the closed circuit condition when the voltage of the low value resistor is lower by a first predetermined amount than the bias voltage, and automatically changes to the limiting condition when the voltage of the the low value resistance is not less than said first predetermined amount than the bias voltage, and that the second switch automatically changes condition between the open circuit condition when the control voltage is less than a second predetermined amount, and the closed circuit condition when the control voltage is greater than the second predetermined amount, the closed circuit condition effectively lowering the bias voltage to maintain the first switch in the open circuit condition.

Selon l'invention :

  • le premier commutateur comporte un FET ayant une gâchette reliée à la tension de polarisation, un drain relié à l'entrée non protégée, et une source reliée à la résistance de faible valeur, et la première tension prédéterminée est la différence entre la tension de polarisation et la tension de seuil du FET.
    • . le deuxième commutateur est constitué par un transistor bipolaire ayant un collecteur relié au moyen de polarisation, un émetteur relié à la sortie protégée et une base reliée à la tension de contrôle du diviseur de tension, la deuxième tension prédéterminée étant la tension de seuil entre base et émetteur du transistor.
  • le diviseur de tension comporte une première résistance branchée entre l'entrée non protégée et la base du transistor, et une deuxième résistance branchée entre la base du transistor et la sortie protégée.
  • une diode ZENER est branchée entre le collecteur et l'émetteur du transistor.
  • l'appareil médical est un stimulateur cardiaque ayant une pluralité de sondes reliées au tissu cardiaque, de sorte qu'un circuit unidirectionnel de limitation de courant est interposé en série avec chaque sonde, avec sa sortie protégée reliée au stimulateur cardiaque.
According to the invention:
  • the first switch comprises a FET having a trigger connected to the bias voltage, a drain connected to the unprotected input, and a source connected to the resistance of low value, and the first predetermined voltage is the difference between the bias voltage and the FET threshold voltage.
    • . the second switch is constituted by a bipolar transistor having a collector connected by means of polarization, an emitter connected to the protected output and a base connected to the control voltage of the voltage divider, the second predetermined voltage being the threshold voltage between base and emitter of the transistor.
  • the voltage divider has a first resistor connected between the unprotected input and the base of the transistor, and a second resistor connected between the base of the transistor and the protected output.
  • a ZENER diode is connected between the collector and the emitter of the transistor.
  • the medical device is a pacemaker having a plurality of probes connected to the heart tissue, so that a unidirectional current limiting circuit is interposed in series with each probe, with its protected output connected to the pacemaker.

L'invention a encore pour objet un dispositif générateur de courant de choc pour application à un tissu, caractérisé en ce qu'il comporte :

  • . une source de tension élevée ;
  • . une source de tension de polarisation ;
  • . un premier et un deuxième commutateurs montés en série entre les sources de tension élevée et de tension de polarisation ,
  • . un troisième et un quatrième commutateurs montés en série entre les sources de tension élevée et de tension de polarisation, chacun des premiers, deuxième, troisième et quatrième commutateurs ayant une condition de circuit ouvert et une condition de circuit fermé ;
  • . une première sonde de choc reliée entre les premier et deuxième commutateurs et une deuxième sonde de choc reliée entre les troisième et quatrième commutateurs ;
  • . un moyen pour contrôler les premier, deuxième, troisième et quatrième commutateurs pour délivrer un courant de choc entre la source de tension élevée et la source de tension de polarisation à travers les première et deuxième sondes, ledit courant de choc ayant une première polarité à travers les première et deuxième sondes lorsque les premier et quatrième commutateurs sont fermés et les deuxième et troisième commutateurs sont ouverts, et la polarité inverse lorsque les troisième et deuxième commutateurs sont fermés, et les premier et quatrième commutateurs sont ouverts ;
  • . une pluralité de diodes telles qu'une diode est branchée chaque fois entre : le premier commutateur et la source de tension élevée, le troisième commutateur et la source de tension élevée, le deuxième commutateur est la première sonde de choc, et le quatrième commutateur et la deuxième sonde de choc, rendant ainsi le générateur de choc bidirectionnellement bloquant.
The subject of the invention is also a device for generating an impact current for application to a fabric, characterized in that it comprises:
  • . a high voltage source;
  • . a bias voltage source;
  • . first and second switches connected in series between the high voltage and bias voltage sources,
  • . third and fourth switches connected in series between the high voltage and bias voltage sources, each of the first, second, third and fourth switches having an open circuit condition and a closed circuit condition;
  • . a first shock probe connected between the first and second switches and a second shock probe connected between the third and fourth switches;
  • . means for controlling the first, second, third and fourth switches for supplying an impulse current between the high voltage source and the bias voltage source through the first and second probes, said impulse current having a first polarity through the first and second probes when the first and fourth switches are closed and the second and third switches are open, and the reverse polarity when the third and second switches are closed, and the first and fourth switches are open;
  • . a plurality of diodes such that a diode is connected each time between: the first switch and the high voltage source, the third switch and the high voltage source, the second switch is the first shock probe, and the fourth switch and the second shock probe, thus making the shock generator bidirectionally blocking.

Selon l'invention :

  • la construction du générateur de choc est caractérisée par une structure de circuit intégré hybride ;
  • chacun des premier, deuxième, troisième et quatrième commutateurs est constitué par un transistor bipolaire à gâchette isolée ayant une gâchette, un émetteur et un collecteur, avec le collecteur sur le côté haute tension du transistor, et la pluralité de diodes reliées respectivement aux transistors avec la cathode de la diode reliée au collecteur du transistor.
  • chacun des transistors bipolaires et des diodes présente une tension de rupture élevée, de préférence de l'ordre de 1 000 volts.
According to the invention:
  • the construction of the shock generator is characterized by a hybrid integrated circuit structure;
  • each of the first, second, third and fourth switches is constituted by an isolated gate bipolar transistor having a trigger, an emitter and a collector, with the collector on the high voltage side of the transistor, and the plurality of diodes connected respectively to the transistors with the cathode of the diode connected to the collector of the transistor.
  • each of the bipolar transistors and the diodes has a high breaking voltage, preferably of the order of 1000 volts.

La figure 1 est une vue d'ensemble de l'invention appliquée à un défibrillateur/stimulateur cardiaque.Figure 1 is an overview of the invention applied to a defibrillator / pacemaker.

La figure 2 est un diagramme schématique du générateur de chocs.Figure 2 is a schematic diagram of the shock generator.

La figure 3 est un diagramme schématique d'un limiteur unidirectionnel de courant par repli.Figure 3 is a schematic diagram of a unidirectional fallback current limiter.

La figure 1 est une vue d'ensemble de l'invention appliquée à un défibrillateur/stimulateur cardiaque, avec des circuits de stimulation et de détection auriculaires et ventriculaires, et avec des chocs multiphasés. La pile 1 alimente le dispositif. La masse 2 sert de tension de référence (0 volts) pour tous les signaux du dispositif, sauf indication contraire. Une alimentation de puissance 3 convertit la tension de la pile en d'autres tensions pour alimenter le reste du dispositif:

  • * haute tension en 4 pour le générateur de chocs, approximativement 0,75 KV. Le dispositif est couplé à la polarisation négative et non à la masse.
  • * polarisation positive en 5, pour les limiteurs, d'approximativement 9,0V.
  • * tension de stimulation en 6, d'approximativement -6,0 V.
  • * polarisation négative en 7 pour les circuits basse tension et le générateur de chocs, d'approximativement -9,0 V.
FIG. 1 is an overview of the invention applied to a defibrillator / pacemaker, with circuits for atrial and ventricular stimulation and detection, and with multi-phase shocks. Battery 1 powers the device. Ground 2 serves as the reference voltage (0 volts) for all signals from the device, unless otherwise noted. A power supply 3 converts the battery voltage to other voltages to supply the rest of the device:
  • * high voltage in 4 for the shock generator, approximately 0.75 KV. The device is coupled to negative polarization and not to ground.
  • * positive polarization in 5, for the limiters, of approximately 9.0V.
  • * stimulation voltage in 6, approximately -6.0 V.
  • * negative polarization in 7 for low voltage circuits and the shock generator, of approximately -9.0 V.

En se référant toujours à la figure 1, les circuits basse tension 8 fournissent la stimulation, la détection et la commande. Ils fonctionnent entre la masse 2 et la polarisation négative 7. Comme la valeur de la tension de stimulation en 6 est comprise entre ces deux tensions d'alimentation, ces circuits basse tension peuvent alors générer et mesurer les signaux de stimulation et de détection directement sans décalage de niveau. Quand les circuits basse tension détectent des signaux auriculaires et/ou ventriculaires qui nécessitent un choc, ils le signalent au générateur de chocs 9 par le bus de commande de choc 10.Still referring to Figure 1, the low voltage circuits 8 provide stimulation, detection and control. They operate between mass 2 and the negative polarization 7. As the value of the stimulation voltage at 6 is between these two supply voltages, these low-voltage circuits can then generate and measure the stimulation and detection signals directly without level shift. When the low voltage circuits detect atrial and / or ventricular signals which require a shock, they signal it to the shock generator 9 by the shock control bus 10.

Toujours à la figure 1, le générateur de chocs 9 envoie des chocs à haute tension entre les sondes de chocs 11 et 12, quand les circuits basse tension le déclenchent par l'intermédiaire du bus de commande de chocs 10. L'énergie de choc provient de la haute tension 4 avec référence à la polarisation négative 7.Still in FIG. 1, the shock generator 9 sends high voltage shocks between the shock probes 11 and 12, when the low voltage circuits trigger it via the shock control bus 10. The shock energy comes from high voltage 4 with reference to negative polarization 7.

Finalement, à la figure 1, les limiteurs 13 à 16 protègent les circuits basse tension 8, et le tissu adjacent aux électrodes de stimulation et de détection reliées aux sondes 17 à 20, vis-à-vis des chocs appliqués par le générateur de chocs 9 ou par un défibrillateur externe.Finally, in FIG. 1, the limiters 13 to 16 protect the low voltage circuits 8, and the tissue adjacent to the stimulation and detection electrodes connected to the probes 17 to 20, against the shocks applied by the shock generator 9 or by an external defibrillator.

En se référant maintenant à la figure 2, le générateur de chocs représenté à la figure 1 en 9 fonctionne avec quatre commutateurs 21 à 24 configurés sous forme d'un "pont en H" utilisé habituellement pour envoyer à travers une charge un courant alternatif, à partir d'une alimentation en courant continu. Les commutateurs 21 à 24 sont de préférence des transistors bipolaires à gâchette isolée (IGBT). Les isolateurs 25 et 26 ferment les commutateurs du côté supérieur 21 et 22 respectivement en réponse aux signaux de commande HF en 27 et HS en 28, respectivement. Les signaux de commande LS en 29 et LF en 30 ferment les commutateurs 23 et 24 du côté inférieur, respectivement. Comme les sources des commutateurs 23 et 24 sont reliées à la polarisation négative, les signaux de commande LF et LS fonctionnent entre la polarisation négative et la masse, sans convertisseur de tension. Le circuit n'a besoin d'isolateurs que pour les commutateurs 21, 22 du côté supérieur, du fait que les sources des commutateurs 21 et 22 atteignent une tension élevée pendant un choc.Referring now to FIG. 2, the shock generator represented in FIG. 1 at 9 operates with four switches 21 to 24 configured in the form of an "H-bridge" usually used to send an alternating current through a load, from a DC power supply. The switches 21 to 24 are preferably bipolar isolated gate transistors (IGBT). The isolators 25 and 26 close the upper side switches 21 and 22 respectively in response to the HF control signals at 27 and HS at 28, respectively. The control signals LS at 29 and LF at 30 close switches 23 and 24 on the lower side, respectively. As the sources of switches 23 and 24 are connected to negative bias, the control signals LF and LS operate between negative bias and ground, without a voltage converter. The circuit needs insulators only for switches 21, 22 on the upper side, because the sources of switches 21 and 22 reach a high voltage during an impact.

Le circuit de la figure 2 génère alors un choc monophasé ou multiphasé. Quand les circuits basse tension 8 envoient des signaux de commande HF en 27 et LF en 30, ceci provoque la fermeture des commutateurs 21 et 24 et le courant circule depuis l'alimentation haute tension 4, à travers le commutateur 21, la sonde de choc 1 en 11, la sonde de choc 2 en 12, et puis par le commutateur 24 jusqu'à l'alimentation à polarisation négative 7. Comme expliqué ci-dessus, l'alimentation de puissance 3 fournit la tension élevée 4 en référence à la polarisation négative 7. Alternativement, quand les circuits basse tension détectent HS en 28 et LS en 29, le circuit envoie le courant en direction opposée entre les sondes de choc.The circuit of Figure 2 then generates a single-phase or multi-phase shock. When the low voltage circuits 8 send HF control signals at 27 and LF at 30, this causes the switches 21 and 24 to close and the current flows from the high voltage supply 4, through the switch 21, the shock probe. 1 in 11, the shock probe 2 in 12, and then by the switch 24 to the negative bias supply 7. As explained above, the power supply 3 supplies the high voltage 4 with reference to the negative polarization 7. Alternatively, when the low voltage circuits detect HS at 28 and LS at 29, the circuit sends current in the opposite direction between the shock probes.

Les diodes 31 à 34 empêchent le courant inverse de passer dans les commutateurs 21 à 24 pendant l'application d'une impulsion de tension, provenant d'une source externe, aux électrodes de choc 11 et 12. La tension impulsionnelle externe doit dépasser la somme des tensions de rupture des diodes et des transistors pour que le courant passe entre les électrodes de choc, et elle doit dépasser soit la tension de rupture de la diode soit celle du transistor pour que le courant passe ailleurs (soit vers la polarisation négative, soit vers la masse).The diodes 31 to 34 prevent the reverse current from passing through the switches 21 to 24 during the application of a voltage pulse, coming from an external source, to the shock electrodes 11 and 12. The external pulse voltage must exceed the sum of the breaking voltages of the diodes and the transistors so that the current passes between the shock electrodes, and it must exceed either the breaking voltage of the diode or that of the transistor so that the current passes elsewhere (either towards the negative bias, either towards ground).

Comme le circuit de la figure 2 relie le générateur de chocs à l'alimentation de polarisation négative, la tension à l'une ou l'autre des électrodes de choc 11 ou 12, pendant un choc généré par le dispositif, doit tomber dans la gamme comprise entre la tension de polarisation négative et la tension élevée. En outre, tout choc externe qui ne dépasse pas la tension de rupture de la diode ou du transistor dans le circuit n'amène pas le courant à passer par l'une ou l'autre électrode de choc, et n'amène donc pas le courant à passer dans l'une ou l'autre des alimentations de puissance: masse, polarisation négative ou haute tension.As the circuit of Figure 2 connects the shock generator to the negative bias supply, the voltage at either of the shock electrodes 11 or 12, during a shock generated by the device, must fall in the range between negative bias voltage and high voltage. In addition, any external shock that does not exceed not the breaking voltage of the diode or of the transistor in the circuit does not bring the current to pass by one or the other electrode of shock, and therefore does not bring the current to pass in one or the other power supplies: ground, negative bias or high voltage.

En se référant maintenant à la figure 3, les circuits limiteurs, représentés à la figure 1 en 13 à 16, comprennent chacun un commutateur à transistor haute tension 35, de préférence un MOSFET à canal N. Ces transistors existent dans le commerce avec petite surface de silicium, avec des seuils d'approximativement 5 Volts et des résistances en conduction qui sont typiquement inférieures à 10 Ohms pour une tension entre gâchette et source de 9 Volts; par exemple, les types industriels IRFBG20 ou BUK456/1000B.Referring now to FIG. 3, the limiting circuits, represented in FIG. 1 at 13 to 16, each comprise a high voltage transistor switch 35, preferably an N-channel MOSFET. These transistors exist commercially with a small area silicon, with thresholds of approximately 5 Volts and conduction resistances which are typically less than 10 Ohms for a voltage between trigger and source of 9 Volts; for example, the industrial types IRFBG20 or BUK456 / 1000B.

A la figure 3, les tensions à la borne 36 de la sonde et à la borne 37 de protection du limiteur, pendant le fonctionnement normal et en l'absence d'impulsions internes ou externes de haute énergie, sont comprises entre celle de l'alimentation de polarisation négative et quelques centaines de millivolts au-dessus de la masse.In FIG. 3, the voltages at terminal 36 of the probe and at terminal 37 of the limiter protection, during normal operation and in the absence of internal or external high energy pulses, are between that of the negative bias power and a few hundred millivolts above ground.

Alors que les tensions en 36 et 37 restent dans cette plage de fonctionnement normal, la tension de polarisation positive maintient le transistor 35 à l'état passant, par l'intermédiaire de la résistance 38. Comme le transistor 35 ne tire pas de courant de gâchette à l'exception du courant de fuite, l'alimentation de polarisation positive n'a besoin que d'un faible courant. Comme l'alimentation doit générer l'alimentation de polarisation positive en inversant la tension de la pile, cette faible demande de courant permet d'utiliser un petit inverseur capacitif avec peu de composants, et éventuellement intégrable. Si par contre l'architecture de l'invention plaçait la pile au-dessus de la masse et inversait la tension de la pile pour obtenir la stimulation, ceci exigerait une capacité de courant beaucoup plus élevée dans l'inverseur (notamment pour une stimulation rapide pour une réversion d'arythmie), éliminant la possibilité d'une intégration.While the voltages at 36 and 37 remain in this normal operating range, the positive bias voltage maintains the transistor 35 in the on state, via the resistor 38. Since the transistor 35 does not draw current from with the exception of the leakage current, the positive bias supply requires only a small current. As the power supply must generate the positive bias power by reversing the battery voltage, this low current demand allows the use of a small capacitive inverter with few components, and possibly integrated. If, on the other hand, the architecture of the invention placed the battery above ground and reversed the voltage of the battery to obtain stimulation, this would require a much higher current capacity in the inverter (especially for rapid stimulation for reversion of arrhythmia), eliminating the possibility of integration.

Le circuit de la figure 3 comprend une résistance de faible valeur 39 en série avec la source du transistor 35. La résistance constitue avec le transistor 35 un parcours de basse impédance entre la sonde 36 et la connexion protégée 37 quand le transistor 35 est passant à l'état normal dans une première condition de circuit fermé ne limitant pas le courant entre l'entrée 36 et la sortie 37. Si le courant à travers la résistance 39 augmente de manière que la tension aux bornes de cette résistance dépasse le seuil du transistor 35, ceci limite le courant dans le transistor 35 à sa tension de seuil divisée par la valeur de la résistance 39, soit typiquement 0,15 A.Le transistor 35 est alors dans une deuxième condition de limitation du courant.The circuit of FIG. 3 comprises a low value resistance 39 in series with the source of the transistor 35. The resistance constitutes with the transistor 35 a low impedance path between the probe 36 and the protected connection 37 when the transistor 35 is on. the normal state in a first closed circuit condition which does not limit the current between input 36 and output 37. If the current through resistor 39 increases so that the voltage across this resistor exceeds the threshold of the transistor 35, this limits the current in the transistor 35 to its threshold voltage divided by the value of the resistance 39, typically 0.15 A. The transistor 35 is then in a second condition for limiting the current.

Quand le transistor 35 limite ainsi le courant, la tension à la borne 36 de la sonde monte jusqu'à ce que la tension base-émetteur du transistor 41, fixée par un diviseur de tension consistant en des résistances 44 et 40, dépasse le seuil de ce transistor 41. Ceci rend le transistor 41 passant, limitant la tension gâchette-source du transistor 35 à zéro. Ceci bloque le transistor 35 et il ne dissipe plus de puissance.Il est alors dans une troisième contition de circuit ouvert, et entre l'entrée 36 et la sortie 37, se trouve la résistance élevée et fixe 44-40. Le circuit reste dans cet état d'impédance élevée jusqu'à ce que la tension à ses bornes tombe à un point où le transistor 41 est bloqué, permettant à la résistance 38 de rendre à nouveau le transistor 35 passant, rétablissant le parcours à faible impédance.When the transistor 35 thus limits the current, the voltage at the terminal 36 of the probe rises until the base-emitter voltage of the transistor 41, fixed by a voltage divider consisting of resistors 44 and 40, exceeds the threshold of this transistor 41. This turns transistor 41 on, limiting the gate-source voltage of transistor 35 to zero. This blocks transistor 35 and it no longer dissipates power. It is then in a third open circuit contition, and between input 36 and output 37, is the high and fixed resistance 44-40. The circuit remains in this high impedance state until the voltage across its terminals drops to a point where transistor 41 is off, allowing resistor 38 to turn transistor 35 on again, restoring the path to low impedance.

Les diodes Zener 42 et 43 de la figure 3 protègent la jonction gâchette-source du transistor 35, et le circuit basse tension 8 de la figure 1, respectivement.Zener diodes 42 and 43 in Figure 3 protect the gate-source junction of transistor 35, and the low-voltage circuit 8 in Figure 1, respectively.

Bien que l'invention ait été décrite en référence à un mode de réalisation particulier, on comprendra que ce mode de réalisation soit simplement illustratif de l'application des principes de l'invention. De nombreuses autres modifications peuvent être faites et d'autres agencements peuvent être envisagés sans s'écarter de l'esprit et du champ d'application de la présente invention.Although the invention has been described with reference to a particular embodiment, it will be understood that this embodiment is simply illustrative of the application of the principles of the invention. Many other modifications can be made and other arrangements can be envisaged without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (26)

1. - Dispositif de protection du circuit de contrôle et du tissu adjacent aux électrodes, dans un appareil médical implanté pour stimulation à faible énergie et détection d'un tissu, ayant des électrodes en contact avec le tissu, un circuit de contrôle pour contrôler la stimulation à faible énergie et la détection, et des sondes reliant les électrodes au circuit de contrôle, le dispositif de protection étant caractérisé en ce qu'il comporte : un circuit automatique, unidirectionnel, de limitation du courant, en série avec chaque sonde à faible énergie, le circuit de limitation ayant une entrée non protégée du côté du tissu et une sortie protégée du côté du circuit de contrôle. 1. - Device for protecting the control circuit and the tissue adjacent to the electrodes, in a medical device implanted for low energy stimulation and detection of a tissue, having electrodes in contact with the tissue, a control circuit for controlling the low energy stimulation and detection, and probes connecting the electrodes to the control circuit, the protection device being characterized in that it comprises: an automatic, unidirectional, current limiting circuit, in series with each low probe energy, the limiting circuit having an unprotected inlet on the side of the fabric and a protected outlet on the side of the control circuit. 2. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque circuit de limitation de courant (13-16) est un limiteur de courant par repli. 2. - Device according to claim 1 characterized in that each current limiting circuit (13-16) is a current limiter by fallback. 3. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque circuit de limitation de courant (13-16) comporte : - une source ayant une tension de polarisation (5); - un dispositif de limitation (35, 39,44, 40) ayant une chute de tension entre l'entrée (37) et la sortie, présentant une première condition pour ne pas limiter le courant entre l'entrée et la sortie, une deuxième condition, pour limiter le courant entre l'entrée et la sortie à une première valeur prédéterminée, et une troisième condition pour présenter un circuit ouvert, le dispositif de limitation étant sensible à la tension de polarisation (5) et passant automatiquement de la première condition à la deuxième condition ; et - un moyen de commutation (41) ayant un état inactif et un état actif, l'état actif maintenant le dispositif de limitation dans la troisième condition lorsque . le dispositif de limitation est passé automatiquement de la première condition à la deuxième, et . la chute de tension entre l'entrée et la sortie du dispositif de limitation dépasse une valeur prédéterminée. 3. - Device according to claim 1, characterized in that each current limiting circuit (13-16) comprises: - a source having a bias voltage (5); - a limiting device (35, 39, 44, 40) having a voltage drop between the input (37) and the output, having a first condition for not limiting the current between the input and the output, a second condition, to limit the current between the input and the output to a first predetermined value, and a third condition to present an open circuit, the limiting device being sensitive to the bias voltage (5) and automatically passing from the first condition on the second condition; and - a switching means (41) having an inactive state and an active state, the active state maintaining the limitation device in the third condition when . the limiting device has automatically passed from the first condition to the second, and . the voltage drop between the input and the output of the limiting device exceeds a predetermined value. 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de limitation comprend: - un transistor (35) a effet de champ (FET) ayant une source, un drain et une gâchette, le drain étant reliée à l'entrée non protégée (36), le circuit de passage du courant entre le drain et la source du FET étant fermé dans la première condition et ouvert dans la troisième condition ; - un moyen de détection du courant reliant la source du FET (35) à la sortie protégée (37) ; et - un moyen de polarisation (38) pour relier la tension de polarisation (5) à la gâchette du FET (35), de sorte que la tension entre gâchette et source du FET soit au-dessus de la tension de seuil du FET lorsque le FET est fermé. 4. - Device according to claim 3, characterized in that the limiting device comprises: - a field effect transistor (35) having a source, a drain and a trigger, the drain being connected to the unprotected input (36), the circuit for passing current between the drain and the source of the FET being closed in the first condition and open in the third condition; - a current detection means connecting the source of the FET (35) to the protected output (37); and - bias means (38) for connecting the bias voltage (5) to the FET trigger (35), so that the voltage between trigger and source of the FET is above the threshold voltage of the FET when the FET is closed. 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de détection du courant est constitué par une résistance faible (39), de préférence de l'ordre de 39 ohms. 5. - Device according to claim 4, characterized in that the current detection means is constituted by a low resistance (39), preferably of the order of 39 ohms. 6. - Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le moyen de commutation comporte en outre : - un moyen de monitorage de la chute de tension entre l'entrée et la sortie du dispositif de limitation ; - un moyen de changement pour faire passer le moyen de commutation de son état inactif à son état actif lorsque la chute de tension détectée excède une limite prédéterminée ; et - un moyen pour mettre le dispositif de limitation dans la troisième contition lorsque le moyen de commutation est dans son état actif. 6. - Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the switching means further comprises: - a means of monitoring the voltage drop between the input and the output of the limiting device; a change means for changing the switching means from its inactive state to its active state when the detected voltage drop exceeds a predetermined limit; and - Means for putting the limiting device in the third contition when the switching means is in its active state. 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de monitorage est constitué par un diviseur résistif de tension (44, 40) dont le point milieu est relié au moyen de commutation. 7. - Device according to claim 6, characterized in that the monitoring means is constituted by a resistive voltage divider (44, 40) whose midpoint is connected to the switching means. 8. - Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le moyen de commutation et le moyen de changement sont constitués par un transistor bipolaire (41) ayant une base, un émetteur et un collecteur, dans lequel la base du transistor (41) est reliée au moyen de monitorage, le collecteur est relié à la tension de polarisation (5), et l'émetteur est relié à la sortie protégée (37). 8. - Device according to one of claims 6 and 7, characterized in that the switching means and the changing means are constituted by a bipolar transistor (41) having a base, an emitter and a collector, in which the base of the transistor (41) is connected to the monitoring means, the collector is connected to the bias voltage (5), and the emitter is connected to the protected output (37). 9. - Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le moyen de changement abaisse effectivement la tension de polarisation appliquée au dispositif de limitation. 9. - Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the change means effectively lowers the bias voltage applied to the limiting device. 10. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'appareil médical est un dispositif de contrôle cardiaque, de préférence un stimulateur cardiaque. 10. - Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the medical device is a cardiac control device, preferably a pacemaker. 11. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'appareil médical comporte en outre, un moyen générateur de choc (9) pour délivrer un courant de choc au tissu, dans lequel le courant de choc arrivant aux sondes à faible énergie est appliqué selon une polarité à laquelle réagissent lesdits circuits (13-16) unidirectionnels de limitation de courant. 11. - Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the medical device further comprises, a shock generating means (9) for delivering a shock current to the tissue, in which the shock current arriving to low energy probes is applied according to a polarity at which react said unidirectional current limiting circuits (13-16). 12. - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'appareil médical a un potentiel de masse de stimulation et en ce que le moyen générateur de choc (9) comporte une alimentation en puissance de choc ayant une tension d'alimentation reliée à une tension de référence (7) qui est voisine dudit potentiel de masse de stimulation (2). 12. - Device according to claim 11, characterized in that the medical device has a stimulation mass potential and in that the shock generating means (9) comprises a shock power supply having a connected supply voltage at a reference voltage (7) which is close to said stimulation mass potential (2). 13. - Dispositif selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que la tension de référence (7) est négative et la tension d'alimentation en puissance de choc est positive par rapport à la tension de référence. 13. - Device according to one of claims 11 and 12, characterized in that the reference voltage (7) is negative and the shock power supply voltage is positive relative to the reference voltage. 14. - Dispositif selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le moyen générateur de choc (9) comporte une paire de sondes (11, 12) utilisables pour délivrer un courant de choc au tissu, une pluralité de commutateurs (21-24) pour relier sélectivement la tension d'alimentation en puissance de choc (4) à la tension de référence (7) et un moyen de contrôle desdits commutateurs pour délivrer un courant de choc d'une sonde à l'autre avec une polarité choisie, et un moyen de diode en série avec chaque commutateur de choc pour rendre ledit commutateur de choc bidirectionnellement bloquant. 14. - Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the shock generating means (9) comprises a pair of probes (11, 12) usable for delivering a shock current to the fabric, a plurality of switches (21-24) for selectively connecting the shock power supply voltage (4) to the reference voltage (7) and a means for controlling said switches for delivering a shock current from one probe to the other with a chosen polarity, and a diode means in series with each shock switch to make said shock switch bidirectionally blocking. 15. - Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'appareil médical est un dispositif de contrôle cardiaque, de préférence un défibrillateur/stimulateur de cardioversion. 15. - Device according to claim 14, characterized in that the medical device is a cardiac control device, preferably a defibrillator / pacemaker. 16. - Dispositif selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que les dispositifs de limitation de courant (13-16) et le moyen générateur de choc (9) sont construits sous forme d'un circuit intégré hybride. 16. - Device according to one of claims 11 to 15, characterized in that the current limiting devices (13-16) and the shock generator means (9) are constructed in the form of a hybrid integrated circuit. 17. - Dispositif (13, 14, 15, 16) de limitation du courant circulant dans une direction, d'une entrée non protégée (36) vers une sortie protégée (37), utilisable en série avec la sonde d'un appareil médical implanté ayant des électrodes de stimulation à faible énergie et de détection, caractérisé en ce qu'il comporte : - une source ayant une tension de polarisation (5), - un premier commutateur (35) ayant une condition de circuit ouvert, une condition de limitation de courant, et une condition de circuit fermé, le premier commutateur ayant une entrée reliée à l'entrée non protégée (36) et une sortie ; - une résistance de faible valeur (39) reliée à la sortie du premier commutateur, ayant une tension en réponse au passage du courant à travers le premier commutateur (35); - un deuxième commutateur (41) ayant une condition de circuit ouvert et une condition de circuit fermé ; et - un diviseur de tension (44, 40) relié à l'entrée non protégée (36) et à la sortie protégée (37) et fournissant une tension de contrôle correspondant à la tension entre l'entrée non protégée et la sortie protégée (37) ; de sorte que le premier commutateur (35) soit polarisé dans la condition de circuit fermé lorsque la tension de la résistance à faible valeur (39) est inférieure d'une première quantité prédéterminée à la tension de polarisation , et passe automatiquement à la condition de limitation lorsque la tension de la résistance de faible valeur (39) n'est pas inférieure de ladite première quantité prédéterminée à la tension de polarisation, et que le deuxième commutateur (41) change automatiquement de condition entre la condition de circuit ouvert lorsque la tension de contrôle est inférieure à une deuxième quantité prédéterminée, et la condition de circuit fermé lorsque la tension de contrôle est supérieure à la deuxième quantité prédéterminée, la condition de circuit fermé abaissant effectivement la tension de polarisation pour maintenir le premier commutateur (35) dans la condition de circuit ouvert. 17. - Device (13, 14, 15, 16) for limiting the current flowing in one direction, from an unprotected input (36) to a protected output (37), usable in series with the probe of a medical device implanted with low energy stimulation and detection electrodes, characterized in that it comprises: - a source having a bias voltage (5), - a first switch (35) having an open circuit condition, a current limiting condition, and a closed circuit condition, the first switch having an input connected to the unprotected input (36) and an output; - a low value resistor (39) connected to the output of the first switch, having a voltage in response to the passage of current through the first switch (35); - a second switch (41) having an open circuit condition and a closed circuit condition; and - a voltage divider (44, 40) connected to the unprotected input (36) and to the protected output (37) and supplying a control voltage corresponding to the voltage between the unprotected input and the protected output (37 ); so that the first switch (35) is biased in the closed circuit condition when the voltage of the low-value resistor (39) is lower by a first predetermined amount than the bias voltage, and automatically changes to the condition of limitation when the voltage of the low-value resistor (39) is not less than said first predetermined amount than the bias voltage, and the second switch (41) automatically changes condition between the open circuit condition when the voltage control is less than a second predetermined amount, and the closed circuit condition when the control voltage is greater than the second predetermined amount, the closed circuit condition effectively lowering the bias voltage to maintain the first switch (35) in the open circuit condition. 18. - Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le premier commutateur (35) comporte un FET ayant une gâchette reliée à la tension de polarisation (5), un drain relié à l'entrée non protégée (36), et une source reliée à la résistance de faible valeur (39), et par le fait que la première tension prédéterminée est la différence entre la tension de polarisation (5) et la tension de seuil du FET. 18. - Device according to claim 17, characterized in that the first switch (35) comprises a FET having a trigger connected to the bias voltage (5), a drain connected to the unprotected input (36), and a source connected to the low value resistor (39), and by the fact that the first predetermined voltage is the difference between the bias voltage (5) and the threshold voltage of the FET. 19. - Dispositif selon l'une des revendications 17 et 18, caractérisé en ce que le deuxième commutateur (41) est constitué par un transistor bipolaire ayant un collecteur relié au moyen de polarisation (38), un émetteur relié à la sortie protégée (37) et une base reliée à la tension de contrôle du diviseur de tension (44, 40), la deuxième tension prédéterminée étant la tension de seuil entre base et émetteur du transistor (41). 19. - Device according to one of claims 17 and 18, characterized in that the second switch (41) consists of a bipolar transistor having a collector connected to the bias means (38), an emitter connected to the protected output ( 37) and a base connected to the control voltage of the voltage divider (44, 40), the second predetermined voltage being the threshold voltage between base and emitter of the transistor (41). 20. - Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le diviseur de tension (44, 40) comporte une première résistance (44) branchée entre l'entrée non protégée (36) et la base du transistor (41), et une deuxième résistance (40) branchée entre la base du transistor (41) et la sortie protégée (37). 20. - Device according to claim 19, characterized in that the voltage divider (44, 40) comprises a first resistor (44) connected between the unprotected input (36) and the base of the transistor (41), and a second resistor (40) connected between the base of the transistor (41) and the protected output (37). 21. - Dispositif selon la revendication 19 et 20, caractérisé en outre, en ce qu'une diode ZENER (42) est branchée entre le collecteur et l'émetteur du transistor (41). 21. - Device according to claim 19 and 20, further characterized in that a ZENER diode (42) is connected between the collector and the emitter of the transistor (41). 22. - Dispositif selon l'une des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que l'appareil médical est un stimulateur cardiaque ayant une pluralité de sondes reliées au tissu cardiaque, de sorte qu'un circuit unidirectionnel de limitation de courant est interposé en série avec chaque sonde, avec sa sortie protégée reliée au stimulateur cardiaque. 22. - Device according to one of claims 17 to 20, characterized in that the medical device is a stimulator having a plurality of probes connected to the cardiac tissue, so that a unidirectional current limiting circuit is interposed in series with each probe, with its protected output connected to the pacemaker. 23. - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit moyen générateur de chocs (9) comporte : - une source de tension élevée (4) ; - une source de tension de polarisation (7) ; - un premier (21) et un deuxième (23) commutateurs montés en série entre les sources de tension élevée (4) et de tension de polarisation (7) , - un troisième (22) et un quatrième (24) commutateurs montés en série entre les sources de tension élevée (4) et de tension de polarisation (7), chacun des premiers (21), deuxième (23), troisième (22) et quatrième (24) commutateurs ayant une condition de circuit ouvert et une condition de circuit fermé ; - une première sonde de choc (11) reliée entre les premier (21) et deuxième (23) commutateurs et une deuxième sonde de choc (12) reliée entre les troisième (22) et quatrième (24) commutateurs ; - un moyen pour contrôler les premier, deuxième, troisième et quatrième commutateurs pour délivrer un courant de choc entre la source de tension élevée (4) et la source de tension de polarisation (7) à travers les première (11) et deuxième (12) sondes, ledit courant de choc ayant une première polarité à travers les première et deuxième sondes lorsque les premier (21) et quatrième (24) commutateurs sont fermés et les deuxième (23) et troisième (22) commutateurs sont ouverts, et la polarité inverse lorsque les troisième (22) et deuxième (23) commutateurs sont fermés, et les premier (21) et quatrième (24) commutateurs sont ouverts ; - une pluralité de diodes (31-34) telles qu'une diode est branchée chaque fois entre : le premier commutateur (21) et la source de tension élevée (4), le troisième commutateur (22) et la source de tension élevée (4), le deuxième commutateur (23) est la première sonde de choc (11), et le quatrième commutateur (24) et la deuxième sonde de choc (12), rendant ainsi le générateur de choc bidirectionnellement bloquant. 23. - Device according to claim 11, characterized in that said shock generator means (9) comprises: - a high voltage source (4); - a bias voltage source (7); - a first (21) and a second (23) switches connected in series between the high voltage (4) and bias voltage (7) sources, - a third (22) and a fourth (24) switches connected in series between the high voltage (4) and bias voltage (7) sources, each of the first (21), second (23), third (22) and fourth (24) switches having an open circuit condition and a closed circuit condition; - a first shock probe (11) connected between the first (21) and second (23) switches and a second shock probe (12) connected between the third (22) and fourth (24) switches; - means for controlling the first, second, third and fourth switches for delivering a shock current between the high voltage source (4) and the bias voltage source (7) through the first (11) and second (12 ) probes, said surge current having a first polarity through the first and second probes when the first (21) and fourth (24) switches are closed and the second (23) and third (22) switches are open, and the polarity reverse when the third (22) and second (23) switches are closed, and the first (21) and fourth (24) switches are open; - a plurality of diodes (31-34) such that a diode is connected each time between: the first switch (21) and the high voltage source (4), the third switch (22) and the high voltage source ( 4), the second switch (23) is the first shock probe (11), and the fourth switch (24) and the second shock probe (12), thus making the shock generator bidirectionally blocking. 24. - Dispositif selon la revendication 23 dans lequel la construction du générateur de choc est caractérisée par une structure de circuit intégré hybride. 24. - Device according to claim 23 wherein the construction of the shock generator is characterized by a hybrid integrated circuit structure. 25. - Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que chacun des premier (21), deuxième (23), troisième (22) et quatrième (24) commutateurs est constitué par un transistor bipolaire à gâchette isolée ayant une gâchette, un émetteur et un collecteur, avec le collecteur sur le côté haute tension du transistor, et la pluralité de diodes (31-34) reliées respectivement aux transistors (21-24) avec la cathode de la diode reliée au collecteur du transistor. 25. - Device according to claim 23, characterized in that each of the first (21), second (23), third (22) and fourth (24) switches is constituted by a bipolar transistor with isolated gate having a gate, an emitter and a collector, with the collector on the high voltage side of the transistor, and the plurality of diodes (31-34) connected respectively to the transistors (21-24) with the cathode of the diode connected to the collector of the transistor. 26. - Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que chacun des transistors bipolaires (21-24) et des diodes (31-34) présente une tension de rupture élevée, de préférence de l'ordre de 1 000 volts. 26. - Device according to claim 25, characterized in that each of the bipolar transistors (21-24) and diodes (31-34) has a high breaking voltage, preferably of the order of 1000 volts.
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